CE ROBOT POURRAIT ÊTRE LA CLÉ POUR AIDER LES PERSONNES HANDICAPÉES

Huit ans plus tôt, à 40 ans, Henry travaillait comme directeur financier dans la Silicon Valley lorsqu'il a été victime d'un AVC dû à une malformation congénitale. Du jour au lendemain, il est devenu tétraplégique et incapable de parler. « Un jour, j'étais un cadre de 1,93 m et 90 kg », écrivait Evans sur son blog en 2006. « J'avais toujours été farouchement indépendant, peut-être même à l'excès. Avec cet AVC, je suis devenu totalement dépendant… Pour chaque chose que je veux, je dois demander à quelqu'un d'autre de la faire, et compter sur lui pour qu'il le fasse. » Evans peut bouger les yeux, la tête et le cou, et légèrement son pouce gauche. Il peut contrôler le curseur de son ordinateur par les mouvements de sa tête et utiliser un clavier virtuel pour taper à environ 15 mots par minute, ce qui lui a permis de communiquer avec IEEE Spectrum pour cet article.

Henry Evans se rase avec l'aide d'un robot PR2 en 2012.

Après avoir pris contact avec Kemp à Georgia Tech, et en partenariat avec Willow Garage, Evans et sa femme Jane ont commencé à collaborer avec les roboticiens sur un projet appelé RoBots Pour l'humanité. L'objectif était de trouver des moyens d'accroître l'autonomie des personnes handicapées, afin de les aider, ainsi que leurs aidants, à mener une vie meilleure et plus épanouissante. Le PR2 fut la première d'une longue série de technologies d'assistance développées par Robots for Humanity, et Henry put finalement utiliser le robot pour se raser et se gratter, entre autres, pour la première fois depuis dix ans.

« Les robots ont toujours relevé de la science-fiction pour moi », m'a confié Jane Evans. « Lorsque j'ai commencé cette aventure avec Henry, je n'aurais jamais imaginé avoir un robot à la maison. Mais j'ai dit à Henry : "Je suis prête à vivre cette aventure avec toi." Chacun a besoin d'un but dans la vie. Henry l'avait perdu lorsqu'il s'est retrouvé prisonnier de son corps, et le voir embrasser un nouveau but, cela a redonné goût à la vie à mon mari. »

Henry souligne qu'un dispositif d'assistance doit non seulement accroître l'autonomie de la personne handicapée, mais aussi faciliter la vie de l'aidant. « Les aidants sont extrêmement occupés et n'ont aucun intérêt (et souvent aucune aptitude) pour la technologie », explique-t-il.Manger« Si ce n'est pas extrêmement simple à mettre en place et que cela ne leur fait pas gagner un temps significatif, il ne sera tout simplement pas utilisé. »

Bien que le PR2 ait eu un fort potentiel, il était trop volumineux, trop cher et trop technique pour une utilisation courante. « Il coûtait 400 000 dollars », se souvient Jane. « Il pesait 180 kilos. Il aurait pu détruire notre maison s'il avait heurté quelque chose ! Mais j'ai compris que le PR2 est comme les premiers ordinateurs ; et si c'est le prix à payer pour apprendre à aider les autres, ça vaut le coup. »

Pour Henry et Jane, le PR2 était un projet de recherche plutôt qu'un outil utile. Même constat pour Kemp à Georgia Tech : un robot aussi peu pratique que le PR2 ne pourrait jamais avoir d'impact direct en dehors d'un contexte de recherche. Et Kemp nourrissait de plus grandes ambitions. « Dès le départ, nous cherchions à emmener nos robots dans de vrais foyers et à les faire interagir avec de vraies personnes », explique-t-il. Pour ce faire avec un PR2, il fallait l'aide d'une équipe de roboticiens expérimentés et un camion équipé d'un hayon élévateur motorisé. Huit ans après le lancement du projet Robots for Humanity, ils ne disposaient toujours pas d'un robot suffisamment pratique pour que des personnes comme Henry et Jane puissent l'utiliser au quotidien. « C'était extrêmement frustrant », se souvient Kemp.

En 2016, Kemp a commencé à travailler sur la conception d'un nouveau robot. Ce robot tirerait parti des progrès réalisés ces dernières années en matière de matériel et de puissance de calcul pour accomplir bon nombre des tâches du PR2, mais de manière simple, sûre et abordable. Kemp a trouvé un allié en la personne d'Aaron Edsinger, qui, comme lui, avait obtenu un doctorat au MIT sous la direction de Rodney Brooks. Edsinger avait ensuite cofondé une start-up de robotique rachetée par Google en 2013. « J'étais frustré par la complexité des robots conçus pour manipuler des objets dans un environnement domestique et autour des personnes », explique Edsinger. « L'idée de Kemp résolvait de nombreux problèmes avec élégance. » En 2017, Kemp et Edsinger ont fondé Hello Robot pour concrétiser leur vision.

Le robot conçu par Kemp et Edsinger s'appelle Stretch. Petit et léger, il est facilement manipulable par une seule personne. Son prix commercial de 20 000 $ US le rend bien moins cher qu'un PR2. Ce prix plus bas s'explique par sa simplicité : il possède un seul bras, doté de suffisamment de degrés de liberté pour lui permettre de monter, descendre, s'étendre et se rétracter, ainsi qu'une articulation du poignet qui se plie d'avant en arrière. La pince située à l'extrémité du bras est inspirée d'un outil de préhension d'assistance populaire (et peu coûteux) que Kemp a trouvé sur Amazon. Le système de détection est axé sur les besoins fonctionnels, avec un système d'évitement d'obstacles basique pour la base et une caméra de profondeur montée sur une tête panoramique et inclinable au sommet du robot. Stretch est également capable d'effectuer des tâches de base. Autonomecomme saisir des objets et passer d'une pièce à l'autre.

Cette approche minimaliste de la manipulation mobile présente des avantages qui vont bien au-delà du simple fait de rendre Stretch abordable. Les robots peuvent être difficiles à contrôler manuellement, et chaque articulation supplémentaire accroît leur complexité. Même pour les utilisateurs valides, piloter un robot doté de nombreux degrés de liberté à l'aide d'un clavier ou d'une manette de jeu peut s'avérer fastidieux et exige une expérience considérable. La simplicité de Stretch en fait un outil plus pratique que les robots équipés de plus de capteurs ou de degrés de liberté, notamment pour les utilisateurs novices ou ceux dont le handicap limite leur interaction avec le robot.

Un robot Stretch, sous le contrôle d'Henry Evans, aide sa femme, Jane, à préparer les repas et à faire la vaisselle.

« Le plus important pour Stretch, c’est de donner un sens à la vie d’un patient », explique Jane Evans. « Cela se traduit par une aide concrète pour les tâches ménagères, afin que le patient ne se sente pas inutile. Stretch peut alléger la charge des aidants et leur permettre de passer plus de temps avec le patient. » Henry est parfaitement conscient de cette charge, c’est pourquoi il concentre son utilisation de Stretch sur « les tâches routinières et répétitives qui accaparent le temps des aidants ».

Vy Nguyen est ergothérapeute et collabore avec Hello Robot pour intégrer Stretch dans le rôle d'aidant. Grâce à une subvention de 2,5 millions de dollars du programme SBIR (Small Business Innovation Research) des Instituts nationaux de la santé (NIH), et en partenariat avec Wendy Rogers de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et Maya Cakmak de l'Université de Washington, Nguyen contribue à identifier comment Stretch peut être utile au quotidien des Evans.

Selon Nguyen, de nombreuses tâches peuvent être frustrantes pour un patient qui doit s'appuyer sur un aidant. Plusieurs fois par heure, Henry souffre de démangeaisons qu'il ne peut soulager et qu'il qualifie d'insupportables. Au lieu de demander de l'aide à Jane, Henry peut désormais utiliser Stretch, un robot qui prend un outil pour se gratter et se soulager lui-même. Si cela peut paraître anodin, c'est en réalité très important pour Henry, car cela améliore sa qualité de vie et réduit sa dépendance envers sa famille et ses aidants. « Stretch permet à Henry de faire le lien entre ce qu'il faisait avant son AVC et ce qu'il souhaite faire maintenant, en lui permettant d'accomplir ses activités quotidiennes et ses objectifs personnels d'une manière différente et adaptable grâce à un robot », explique Nguyen. « Stretch devient une extension de lui-même. »

C'est une propriété unique de ce robot mobile qui le rend particulièrement précieux pour les personnes en situation de handicap : Stretch donne à Henry une autonomie totale, ouvrant ainsi des perspectives bien au-delà de l'ergothérapie traditionnelle. « Les chercheurs sont très créatifs et ont trouvé plusieurs utilisations pour Stretch auxquelles je n'aurais jamais pensé », remarque Henry. Grâce à Stretch, Henry a pu jouer au poker avec ses amis sans avoir besoin d'un coéquipier pour manipuler ses cartes. Il peut imprimer des recettes, les récupérer et les apporter à Jane dans la cuisine pendant qu'elle cuisine. Il peut aider Jane à apporter les repas, débarrasser la table et même transporter un panier de linge à la buanderie. Ce sont peut-être ces tâches simples qui sont les plus significatives, explique Jane. « Comment faire en sorte que cette personne sente que sa contribution est importante et utile ? J'ai vu que Stretch y parvenait. C'est formidable. »

Un jour, Henry a utilisé Stretch pour offrir une rose à Jane. Avant cela, explique-t-elle, « chaque fois qu'il cueillait des fleurs pour moi, je remerciais Henry en même temps que l'aide-soignante. Mais quand Henry m'a tendu la rose grâce à Stretch, il n'y avait personne d'autre à remercier que lui. Et la joie qu'il a affichée en me tendant cette rose était incroyable. »

Henry a également pu utiliser Stretch pour interagir avec sa petite-fille de trois ans, trop jeune pour comprendre son handicap et qui, auparavant, le voyait comme un simple meuble, explique Jane. Grâce à Stretch, Henry a pu jouer au basket et au bowling avec sa petite-fille, qui l'appelle « Papa Wheelie ». « Elle sait que c'est Henry », explique Nguyen, « et le robot l'a aidée à le percevoir comme une personne avec qui elle peut jouer et s'amuser de façon vraiment géniale. »

Henry est celui qui travaille le plus dur pour faire de Stretch un outil pratique. Cela signifie « pousser le robot dans ses retranchements pour voir tout ce dont il est capable », explique-t-il. Bien que Stretch soit physiquement capable de réaliser de nombreuses tâches (et Henry a étendu ces capacités en concevant des accessoires sur mesure), l'un des principaux défis pour l'utilisateur est de trouver la bonne façon de lui indiquer précisément ce qu'il doit faire.

Henry a collaboré avec les chercheurs pour développer sa propre interface utilisateur graphique afin de faciliter le contrôle manuel de Stretch, grâce à de multiples vues de caméra et de grands boutons à l'écran. Mais c'est le potentiel de Stretch pour un fonctionnement partiellement ou totalement autonome qui assurera son succès. Le robot repose sur « un type d'autonomie très particulier, appelé autonomie d'assistance », explique Jane. « Autrement dit, Henry contrôle le robot, mais celui-ci lui facilite la tâche. » Saisir son outil à gratter, par exemple, est fastidieux et chronophage en mode manuel, car le robot doit être positionné avec précision pour saisir l'outil. L'autonomie d'assistance offre à Henry un contrôle plus poussé, lui permettant de diriger Stretch pour qu'il se positionne correctement de lui-même. Stretch dispose désormais d'un menu de sous-routines de mouvements préenregistrées parmi lesquelles Henry peut choisir. « Je peux entraîner le robot à effectuer rapidement une série de mouvements, tout en gardant le contrôle total de ces mouvements », précise-t-il.

Henry ajoute que le principal défi actuel consiste à rendre l'autonomie d'assistance du robot fonctionnelle et facile à utiliser. Stretch peut se déplacer de manière autonome dans la maison, et son bras et sa pince sont contrôlables de façon fiable. Cependant, il reste du travail à accomplir pour développer des interfaces simples (comme la commande vocale) et pour s'assurer que le robot est facile à allumer et ne s'éteint pas inopinément. Après tout, il s'agit encore d'un prototype. Une fois les problèmes d'autonomie, d'interfaces et de fiabilité résolus, Henry précise : « On pourra alors aborder la question du coût. »

Henry Evans utilise un robot Stretch pour se nourrir d'œufs brouillés.

Un prix de 20 000 $ pour un robot est conséquent, et la question est de savoir si Stretch peut devenir suffisamment utile pour justifier son coût pour les personnes souffrant de handicaps cognitifs et physiques. « Nous allons continuer à améliorer Stretch pour le rendre plus abordable », explique Charlie Kemp de Hello Robot. « Nous voulons créer des robots domestiques accessibles à tous, et nous savons que l’accessibilité financière est un critère essentiel pour la plupart des foyers. »

Mais même à son prix actuel, si Stretch parvient à réduire le besoin d'aide humaine dans certaines situations, le robot sera rapidement rentabilisé. Les soins à domicile sont très coûteux : la moyenne nationale dépasse les 5 000 $ par mois pour une aide-soignante, un montant tout simplement inabordable pour beaucoup. Un robot capable de réduire ce besoin de quelques heures par semaine serait amorti en quelques années seulement. Et cela sans compter la valeur des soins prodigués par les proches. Même chez les Evans, qui emploient une aide à domicile, une grande partie des soins quotidiens d'Henry incombe à Jane. C'est une situation fréquente pour les familles, et c'est là que Stretch peut se révéler particulièrement utile : en permettant à des personnes comme Henry de mieux gérer leurs besoins sans dépendre entièrement d'autrui.

Henry Evans utilise son interface utilisateur graphique personnalisée pour contrôler le robot Stretch afin qu'il ramasse une serviette.

Placez la serviette dans un panier à linge, puis transportez le panier à linge jusqu'à la buanderie.

Stretch présente néanmoins des limitations importantes. Le robot ne peut soulever qu'environ 2 kilos et ne peut donc pas manipuler le corps ou les membres d'Henry, par exemple. Il est également incapable de monter et descendre les escaliers, n'est pas conçu pour l'extérieur et nécessite toujours une intervention technique fréquente. Et quelles que soient les capacités de Stretch (ou des robots similaires), Jane Evans est convaincue qu'ils ne pourront jamais remplacer les soignants humains, et elle ne le souhaite d'ailleurs pas. « C'est le regard échangé entre deux personnes », explique-t-elle. « Ce sont les mots prononcés, les émotions. Le contact humain est si important. Cette compréhension, cette compassion… un robot ne peut pas les remplacer. »

Stretch est peut-être encore loin d'être un produit grand public, mais l'intérêt qu'il suscite est indéniable, affirme Nguyen. « J'ai discuté avec d'autres personnes paralysées, et elles souhaiteraient utiliser Stretch pour favoriser leur autonomie et réduire le nombre de fois où elles sollicitent leurs soignants. » Peut-être devrions-nous juger l'utilité d'un robot d'assistance non pas aux tâches qu'il peut accomplir pour un patient, mais plutôt à ce qu'il représente pour ce patient, sa famille et ses soignants. L'expérience d'Henry et Jane montre que même un robot aux capacités limitées peut avoir un impact considérable sur l'utilisateur. À mesure que les robots gagneront en puissance, cet impact ne fera que s'amplifier.

« Je suis convaincue que des robots comme Stretch feront bientôt partie de nos foyers », affirme Jane. « La question est : quand ? Je ne pense pas que ce soit si lointain. On s'en approche. » Ces robots domestiques sont plus que bienvenus, comme le rappelle Jane : « Un jour, nous serons tous concernés, d'une manière ou d'une autre. » La société humaine vieillit rapidement. La plupart d'entre nous auront besoin d'aide pour les actes de la vie quotidienne, et d'ici là, nous aiderons nos proches. Les robots ont le potentiel d'alléger ce fardeau pour tous.

Pour Henry Evans, Stretch change déjà la donne. « On dit que l'espoir est la dernière chose qui meurt », explique-t-il. « Pour les personnes gravement handicapées, pour qui des avancées médicales miraculeuses ne semblent pas envisageables de notre vivant, les robots représentent le meilleur espoir d'une réelle autonomie. »

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